Optimización de cerchas espaciales mediante algoritmo genético, análisis por elementos finitos y programación paramétrica / Ariana Gabriela Medina Remeseiro ; tutor Ronald Torres

Mecanografiado

Incluye anexos

Tesis de grado (Ingeniero Civil) -- Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de ingeniería civil, 2019

Incluye referencias bibliográficas

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El concepto de optimización en el diseño estructural se ha venido aplicando a lo largo
del último siglo cada vez con más frecuencia, hasta el punto de que hoy en día existe una
variedad muy amplia de métodos de optimización que pueden variar mucho en la forma en
la que es concebido el problema, pero todos con la intención de encontrar la mejor solución
a un problema dado utilizando la menor cantidad de recursos, pero que cumpla con todas las
exigencias estructurales. La optimización mediante Algoritmos Genéticos se inspira en la
mecánica basada en la selección natural y genética, para hacer evolucionar una población
inicial de individuos consecuentemente hacia mejores regiones en el espacio de búsqueda.
La evolución de la población se lleva a cabo mediante la aplicación de operadores genéticos
probabilísticos de selección, cruce y mutación. Se basan en buscar minimizar o maximizar la
función objetivo, dependiendo en muchas ocasiones de restricciones requeridas en el diseño
estructural. Las cerchas espaciales están compuestas por tetraedros simples que se unen unos
con otros en el espacio hasta formar una retícula doble capa comúnmente construida con
perfiles de acero, creando así una estructura sumamente rígida y estable que puede llegar a
tener grandes dimensiones sin deformarse. Se desea desarrollar una técnica mediante
programación paramétrica para optimizar cerchas espaciales mediante algoritmos genéticos
con restricciones, y que a su vez se pueda emplear un catálogo venezolano de perfiles de
acero estructurales de sección circular. La optimización se manejó completamente en el
entorno virtual provisto por Rhinoceros, Grasshopper, Karamba y el algoritmo evolutivo de
Octopus. Se creó un algoritmo dividido en varios módulos: uno para la parametrización
geométrica, otro para el ensamblado de la geometría con los perfiles, otro para el análisis
mediante elementos finitos, y uno final con todos los componentes necesarios para ejecutar
la optimización de la estructura. Este modelo paramétrico creó un bucle que rediseñó
automáticamente cada una de las barras que componen la cercha, homogeneizando los
perfiles en la capa superior, inferior y en las diagonales de la cercha. Se programaron tres
geometrías diferentes de cerchas espaciales, una de forma cuadrada, otra de forma
rectangular y una última de forma irregular, manteniendo constante la longitud de las barras
en todo momento. A fines de probar la factibilidad del algoritmo programado, se generaron
seis modelos más a partir de los tres principales, alterando solo la posición de los apoyos.

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